炭黑在磁性材料中的应用
碳黑对磁敏高弹体力学性能的影响
以天然橡 胶 （ 合肥 万友橡 胶厂 ） 为基体 ， 以铁 粉 （ 德 国Ｂ Ｆ ＡＳ ，平 均粒径 １ １ ．． ９ｔ ｍ）和碳 黑 （ 合肥万友橡胶 厂 ， 平均粒 径 ２ ０ ｍ）为主 要添加剂 ，制备 了 ６种磁流变 弹 ５ｎ 性 体样 品 。其成 分配 比如表 １ 所示 。 表 １ 磁 流 变弹性体样 品成分 配 比 （ 体积 比）
黑颗 粒混炼 至均匀 ，制 成混炼胶 填充到模具 中 ，置入 自 制磁 热耦合硫 化装 置 中固化成 型【 。 ｌ 固化过程 中调节磁 叭
场 发生装 置 的磁 感应 强度 为 ｌ 。 Ｔ ２２ 热空气老 化试验 ． 为研究材 料的 热稳定 性 ， 本文对 磁流变弹性 体样 品 进行 了热 空气 老化试 验 。试验 时采用热 空气 老化箱 （ 江
都精 诚仪器厂 ） ，设定箱 内空气温 度 为 ７ ℃，置样 品于 ０
箱 中 ４ｈ ８ 。在 此过程 中 ，样 品会 发生老化 、分 解等化学 变 化。达 预设 时间后 ，样 品取 出后静 放 ２ ｈ后 再进行力 ４ 学性 能测试 。
方面 ， 应用 器件 的工作 效果很大程度 上依赖 于材
一
６种样 品中 ，样 品 １为纯 天然橡胶 ；样 品 ２和 ３分 别为仅含 单一添加 剂碳 黑和铁粉 的样 品：在样 品 ４ 、 、５ ６中，铁粉体 积 比固定 ，碳黑 含量逐步上升 。
制 备磁 流变 弹 性 体样 品 时 ，采 用传统 橡 胶工 业 技 术 ， 橡胶基体 和橡胶 助剂进行 塑炼后 ，添加 铁粉和碳 对
文献标 识码 ：Ａ
文章编号 ： １０ —７ ２ ０ ） ０ １ ３ （０ ７增刊一２ １ ４ ９ １ １５ — ０
２ 实
验
１ 引 言
PP_活化炭黑复合材料磁致伸缩与交流电性能 (1)
收稿日期:2004204228 基金项目:国家自然科学基金资助项目(NSFC59873002) 作者简介:詹茂盛(1954-),男,安徽安庆人,教授,zhanbuaa @s .PP Π活化炭黑复合材料磁致伸缩与交流电性能詹茂盛 丁乃秀(北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京100083) 摘 要:炭黑微粒子进行活化处理后,以10%(质量分数)的比例填加到聚丙烯基体中制备了复合材料,对其进行交流电性能和磁致伸缩性能测试.测试结果表明,聚丙烯Π活化炭黑复合材料同时具有导电性能和磁致伸缩性能.复合材料交流电性能参数随频率的变化规律表明活化炭黑在聚丙烯基体中已形成导电网络.复合材料磁致伸缩性能测试过程中发现了3个现象:这种复合材料具有较大的磁致伸缩应变,最大的磁致伸缩应变为1115×10-4(115ppm );复合材料的磁致伸缩应变与磁场强度有关,这与传统的无机磁致伸缩材料相似,与之不同的是,此复合材料的磁致伸缩性能还与时间间隔有密切的关系;复合材料的磁致伸缩性能具有非常明显的滞后效应,而通常被认为是典型磁致伸缩材料的无机物Tb x Dy 1-x Fe 2-y 则不具有这种效应.关 键 词:磁致伸缩;复合材料;交流电性能;聚丙烯;活化炭黑中图分类号:T B 39文献标识码:A 文章编号:100125965(2004)1020968204Magneto strictive propertie s and AC electrical propertie s of activated carbonblack filled polypropylene compo site sZhan Maosheng Ding Naixiu(School of M aterials Science and Engineering ,Beijing University of Aeronautics and Astronautics ,Beijing 100083,China )Abstract :Carbon black was activated and then filled into polypropylene to prepare com posites ,of which the alternating current (AC )electrical properties and the magnetostrictive properties were measured.It is shown that there are both conductive properties and magnetostrictive properties in the com posites.The variation of AC electrical properties as a function of frequency shows that the conduction netw ork of carbon black has been formed in the com 2posites.Three phenomena could be observed during the course of the magnetostriction measurement.The first is that a relative large magnetostriction value of 115ppm is obtained.The second is that the magnetostriction is strongly de 2pendent on the applied magnetic field and time interval.And the third is that obvious hysteresis effect appears ,which is seldom found for material of Tb x Dy 1-x Fe 2-yconsidered as typical magnetostrictive material.K ey words :magnetostriction ;com posite materials ;AC electrical properties ;polypropylene ;activated carbonblack 随着现代科学技术的发展,人类对各种新材料的需求在不断增长.高分子功能复合材料作为新材料的一种,是把各种功能介质与高分子材料等组合起来的一种多相材料,设计自由度大,不仅可以通过介质选择调整材料的功能性,还可以改变各功能介质的含量比例以满足所需的性能要求,同时还具有轻质高强等综合性能,因而近年来发展迅猛[1].其中,具有电、磁功能的高分子复合2004年10月第30卷第10期北京航空航天大学学报Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics October 2004V ol.30 N o 110材料因其在各种高技术领域,如航空、航天、信息、微电子、空间技术产业中的重要应用而备受研究者的关注.复合材料的交流电性能是指材料对交变电场的反应,研究交流电性能不仅有利于复合材料各种导电现象的解释和导电机理的建立,还有助于微观结构的分析[2].目前有关导电复合材料的研究很多,但主要是集中在直流电性能的研究上[3～9].磁致伸缩效应是指材料在磁场作用下由于磁化状态的改变,长度和体积都要发生微小变化的现象[10].磁致伸缩材料因其特殊性能成为精密致动器、智能传感器、换能器等器件的核心材料,其应用涉及航空航天、国防装备、超声探测、精密自动控制、机器人等高新技术领域,因此受到世界高技术领域专家们的极大关注[11,12].目前所知道的具有磁致伸缩效应的材料基本都是无机材料,典型结构成分为TbxDy1-x Fe2-y[13～16].对于一般的聚合物基复合材料,目前尚无公开的文献报道其磁致伸缩性能.本文制备了聚丙烯Π炭黑复合材料,对其进行交流电性能研究的同时还发现此复合材料具有磁致伸缩性能.1 实验材料及方法聚丙烯用北京燕山石化公司化工二厂的PP1300,粉料,MFI=1.1gΠ10min,ρ=019gΠcm3;炭黑用中橡集团炭黑工业研究设计院的V7,平均粒径为30nm,比表面积为218.6m2Πg,DBP吸油值为112mlΠ100g;钛酸酯偶联剂用南京曙光化工厂的NDZ2311,ρ=1102gΠcm3;炭黑用钛酸酯偶联剂进行活化处理后进行充分干燥,以质量分数10%的含量与聚丙烯进行熔融混合,制备成聚丙烯Π炭黑复合材料.用注射机在一定的温度条件下分别成型复合材料试样以及纯聚丙烯试样,尺寸符合标准G B5471285.在室温环境下,用S olartron1260和S olar2 tron1296交流阻抗图谱仪对试样进行交流电性能测试,频率范围为1～106H z.用JDM228磁致伸缩测量仪,测试材料的磁致伸缩性能.2 结果与讨论2.1 聚丙烯Π炭黑复合材料的交流电性能图1表示复合材料的交流阻抗实部虚部随频率的变化规律,其中Z′表示阻抗实部,称为电阻; Z″表示阻抗虚部,称为电抗.由图1可知,在频率图1 复合材料的Z′,Z″与频率小于6×104H z(将此频率定义为特征频率)时,Z′几乎不随频率的增大而发生变化,出现平台区,而Z″则随着频率的升高迅速增大,这说明复合材料中活化炭黑已经形成导电网络[17];超过特征频率后,Z′和Z″都略有下降.图2表示复合材料的介电常数实部虚部随频率的变化规律,其中ε′表示介电常数实部,ε″表示介电常数虚部.由图2可知,频率小于特征频率时,复合材料的ε′大小几乎与频率无关,呈现平台区;超过特征频率后,ε′随频率的增大而减小,这进一步说明了导电网络在复合材料中的初步形成[18].而复合材料的ε″则在整个测试频率范围内都随频率的升高呈现直线下降趋势.图2 复合材料的ε′,ε″与频率2.2 聚丙烯Π炭黑复合材料的磁致伸缩性能2.2.1 磁场强度对磁致伸缩应变的影响图3表示磁场中应变片与磁场强度H的2种位置关系:垂直与平行.这2种方向下,H连续增大减小过程中复合材料磁致伸缩应变λ的变化如图4所示.由图4可知,磁场作用下,2个方向969第10期 詹茂盛等:PPΠ活化炭黑复合材料磁致伸缩与交流电性能都出现了较明显的磁致伸缩应变.平行于磁场强度方向的最大应变达到610×10-5(60ppm ),而垂直于磁场方向的最大应变大约为310×10-5(30ppm ),前者约为后者的2倍.磁场作用过程中,无论H 增大还是减小,复合材料的λ都随着时间的延长而处于持续增大的状态.这表明此种复合材料的λ不仅与H 的大小有关,还和磁场作用时间有关,下面就此因素进行讨论.图3 应变片与磁场的2种位置关系图4 2种方向下λ与H 的关系2.2.2 磁场作用时间对λ的影响H 分别固定为319×105A Πm 和1171×105A Πm ,分别测试平行方向和垂直方向下复合材料的λ随磁场作用时间t 的变化.图5表示H 固定时λ随t 的变化规律.图中4条曲线分别表示不同H ,不同方向的测试结果.由图5可知,H 固定时,2个方向的λ都随t 的增长呈线性增大趋势.比较2个方向的λ可知,平行方向的λ值以及增大速率都远大于垂直方向.H 为319×105A Πm ,并作用20min 时,平行方向的λ最大能够达到1115×10-4图5 不同方向,不同H 下λ与t 的关系(115ppm )左右,而垂直方向的λ最大为310×10-5(30ppm )左右.无论是平行方向还是垂直方向,H为319×105A Πm 时的λ都大于H 为1171×105A Πm 时的λ,这进一步说明了λ同时受H 和t 2个因素影响.由图5可看出,这种复合材料的磁致伸缩性能与传统的无机磁致伸缩材料Tb x Dy 1-x Fe 2-y 存在很大的不同[13],前者对t 具有很大的依赖性,对磁场作用具有明显的滞后效应,这可能是与聚丙烯基体的大分子结构有关.2.2.3 聚丙烯的磁致伸缩性能图6 聚丙烯λ与H 的关系图6表示2个方向的磁场连续增大减小过程中纯聚丙烯材料的磁致伸缩性能.由此图可知,无论应变片平行于磁场还是垂直于磁场,纯聚丙烯试样上都没有出现明显的磁致伸缩应变.图7表示固定2个方向的H 的条件下,磁场作用一定时间时纯聚丙烯材料的磁致伸缩性能.由图7可看出,纯聚丙烯材料无论在那种情况下,其磁致伸缩应变一直为零,不具有前文所述聚丙烯Π炭黑复合材料所具有的磁致伸缩性能.079北京航空航天大学学报 2004年由此可以初步推断,聚丙烯Π炭黑复合材料中所出现的磁致伸缩性能可能是由于其中的活化炭黑微粒子引起的.对于传统的无机磁致伸缩材料,目前的理论认为其产生磁致伸缩的原因是轨道藕合和自旋2轨道藕合相叠加的结果.而活化炭黑产生磁致伸缩性能机理还需要进行进一步的探讨分析.图7 聚丙烯λ与t 的关系3 结 论10%(质量分数)的活化炭黑添加到聚丙烯基体中制备成复合材料后,其交流电性能参数随频率的变化规律说明活化炭黑在复合材料形成导电网络,复合材料具有一定的导电性.同时,复合材料的磁致伸缩性能测试结果表明在磁场作用下此复合材料能够产生较大的磁致伸缩应变,这可能主要是由于复合材料中的活化炭黑引起的.复合材料的磁致伸缩应变主要受磁场强度大小以及磁场作用时间控制.与传统的无机磁致伸缩材料Tb x Dy 1-x Fe 2-y 不同的是,聚丙烯基复合材料的磁致伸缩性能具有非常明显的滞后效应,这可能是聚丙烯基体的大分子结构造成的.参考文献(R eferences )[1]周光召.科技进步与学科发展[M].北京:中国科学技术出版社,1998Zhou G uangzhao.Advance of science and development of subject [M].Beijing :Science and T echnology of China Press ,1998(in Chi 2nese )[2]Brehmer L.E lektrische eigenschaften polymerer festk rper 2phys 2ikalische grundlagen und technische anwendungen [J ].Eeil I P oly 2merelektronik Acta P olymerica ,1983,34(5):278～286[3]Carm ona F ,Ravier J.E lectrical properties and m icrostructure of car 2bon black 2filled polymers [J ].Carbon ,2002,40:151～156[4]Reboul J P ,M aussalli G.About s ome D 2C conduction processes incarbon black filled polymer[J ].Journal of P olymetric M aterial ,1976,5:233～238[5]Balberg I.A com prehensive picture of the electrical phenomena incarbon black 2polymer com posites[J ].Carbon ,2002,40:139～143[6]Lee GJ ,Suh K D.S tudy of electrical phenomena in carbon black 2filled HDPE com posites [J ].P olymer Engineering and Science ,1998,38:471～477[7]Javier G,M allette 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炭黑在纳米材料中的应用研究
炭黑在纳米材料中的应用研究纳米材料是指尺寸小于100纳米、具有新的物理、化学和生物特性的材料。
近年来，纳米材料被广泛应用于制造、医学、能源等领域。
炭黑作为一种广泛应用的黑色粉末材料，不仅具有优异的光学、电学、导热性能，同时也是一种重要的纳米材料，其应用研究成为热点话题。
一、炭黑的制备方法目前，用于制备炭黑的方法有煤制炭法、烟气法、物理法和化学法等多种。
其中，煤制炭法是最传统的炭黑制备方法之一。
该方法通过加热煤制备炭黑，其工艺简单，但是成本较高，同时由于热水蒸汽解的反应机制的存在，制备的炭黑粉末难以控制粒径大小。
烟气法是20世纪50年代开始使用的制备炭黑方法。
该方法是将加有油的煤作为原料，在高温下通过烟气冷凝的方式制备出炭黑。
其优点是能够控制炭黑的粒径大小，并且可以生产高质量的炭黑，但是其成本较高，而且难以避免污染环境。
物理法是一种通过物理性质进行分离和制备的方法，即通过电弧等方式产生高温并分解有机物而制得。
其优点是成本较低，但是由于物理分离难度大，因此制备出的炭黑粉末较难达到粒径均匀且质量稳定的要求。
化学法是在物理法的基础上，加入化学试剂并进行反应产生炭黑的一种方法。
该方法可以使炭黑的粒径和组成成分得到有效的控制，制备出的炭黑粉末质量优异，但是需要投入大量的人力和物力。
二、炭黑在纳米材料中的应用由于其独特的物化性质，炭黑被广泛应用于纳米材料的制备中，主要应用领域包括电子、光电、涂料、油墨、陶瓷等。
1.电子领域炭黑可用于制备导电聚合物材料，同时可以提高聚合物的机械强度和耐磨性。
此外，炭黑还可以通过改变磁化强度吸附金属离子，从而制备出新型电磁屏蔽材料。
利用炭黑的晶界效应，可以合成出高性能的电化学材料，如超级电容器电极材料等。
2.光电领域炭黑作为一种黑色材料，具有很强的吸收和反射光线的能力，因此可以作为太阳能电池光伏材料的电子传输层。
同时，用于制备电容器所需要的活性材料和导电改性剂中，也可以加入适量的炭黑来增加材料的分散性、成型性和导电性。
炭黑在电子材料中的应用
炭黑在电子材料中的应用随着电子科技的发展，人们越来越关注电子材料的性能和稳定性。
其中，炭黑在电子材料中的应用越来越广泛。
炭黑是一种高表面积、高吸附性、高导电性的碳黑，它具有许多优良的物理化学性质，如超高的比表面积、高导电性、光学性能等。
在电子材料制备中，炭黑可用作增强材料、导电材料等，在光电子材料制备中，炭黑也被广泛应用。
下面将从炭黑在透明导电膜、印刷电子、能量存储与转换等方面进行讨论。
一、炭黑在透明导电膜中的应用透明导电膜是指具有高透明性和高导电性质的薄膜材料，广泛应用于太阳能电池、智能显示、光电传感器等领域。
传统透明导电膜主要采用金属氧化物材料，如ITO、ZnO、SnO2等，但这些材料价格昂贵，制备成本高，因此受到制约。
炭黑因其高导电性和低成本，成为透明导电膜的重要材料。
在透明导电膜的制备中，炭黑可以通过溶胶凝胶法、电沉积法、喷涂法等多种方法加工成具有高导电性的薄膜材料。
炭黑透明导电膜的电阻率可控制在10-4~10-2 Ω/cm2之间，与传统透明导电膜相比具有优异的导电性能和低成本的优点。
此外，炭黑的特殊结构和表面化学性质，还可以增强透明导电膜的耐刮、耐光、耐腐蚀性和机械稳定性。
二、炭黑在印刷电子中的应用印刷电子是一种新型的电子制造技术，可以大大降低电子产品制造成本。
而炭黑在印刷电子中的应用，也是十分重要的。
炭黑可通过直接印刷、油墨印刷、喷墨印刷等多种印刷方法，制备微电子电路、传感器、柔性屏幕、智能标签等印刷电子产品。
由于炭黑颜色深，印刷的图案清晰度高，可获得较好的效果。
炭黑印刷电子技术的优点在于，可以廉价大规模生产高质量电子元件；同时，印刷设备简单，工艺流程简洁，可以获得更高的经济效益。
而根据实验发现，炭黑颗粒成分对印刷电子产品质量有较大影响，炭黑质量不佳会导致产品失效，因此需要对炭黑进行优化，以确保产品的稳定性和可靠性。
三、炭黑在能量存储与转换中的应用能量存储与转换技术是现代科技的重要组成部分。
炭黑在能源和新材料中的应用
炭黑在能源和新材料中的应用炭黑是一种常见的黑色粉末状物质，具有良好的导电、抗静电、耐磨、增效等特性，因此在能源和新材料领域有着广泛的应用。
一、炭黑在锂离子电池中的应用
锂离子电池是一种具有高能量密度、长寿命、无记忆效应、无污染等优点的可充电电池，广泛应用于各种便携式电子设备和电动汽车等领域。
而炭黑则作为一种导电性高、价格低廉的材料，被广泛应用于锂离子电池的正负极电极材料中，用于提高电极的导电性和电化学反应速率。
二、炭黑在轮胎和橡胶制品中的应用
炭黑作为一种增强剂和填料，在轮胎、橡胶管、密封圈、胶水等橡胶制品中有着广泛应用。
炭黑可以提高橡胶的硬度、拉伸强度和耐磨性，同时也可以增加橡胶制品的黑度和抗氧化性能，从而提高其使用寿命和性能。
三、炭黑在油墨和涂料中的应用
炭黑具有色素效果，能够起到深色和黑色的作用，因此在油墨和涂料中也有着广泛的应用。
炭黑可以提高油墨和涂料的黑度和光泽度，同时也可以增加其耐候性和抗紫外线性能，从而提高产品的品质和使用寿命。
四、炭黑在复合材料中的应用
炭黑可以与多种基础材料混合使用，在塑料、橡胶、树脂等复合材料中有着广泛的应用。
炭黑可以起到增强和改性的作用，改善复合材料的力学性能和化学性能，同时也可以提高其导电性和耐磨性等性能。
总之，炭黑在能源和新材料领域有着广泛的应用，除以上几个领域之外，还可以应用于油漆、电缆、墨水等各种工业领域。
随着科技的不断进步，炭黑的应用前景必将更加广阔，为人们的生产和生活带来更多的便捷和贡献。
磁性油墨印刷的技术介绍
磁性油墨印刷的技术介绍磁性油墨印刷的技术介绍简介磁性油墨印刷，简称磁性印刷，是⼀种特种油墨的防伪印刷技术，在油墨中填加磁性物质进⾏印刷的⽅式。
磁性印刷属于磁性记录技术的范畴，通过磁性印刷完成磁性记录体的制作，使之具有所要求的特殊性能。
磁性印刷品是⽤记录技术和印刷技术结合⽽产⽣的独特媒体，其特点是数据能在磁性卡⽚上写⼊、读出，视觉上能看到⽂字、图案和照⽚。
磁性印刷基本技术磁性印刷品是在纸张或塑料⽚基上敷以磁层，在其他部分印上⽂字或图案，以及⽤以显⽰与使⽤状况相应的视觉信息的印字层，经模压加⼯⽽成。
磁性印刷品的⽚基，要求有适度的韧性，厚度均匀，表⾯平滑，温湿度变化时不易发⽣伸缩或卷曲，耐⽔和耐蚀性良好，印刷和加⼯适性好，价格低廉。
常⽤的材料有胶版纸、涂料纸、浸树脂纸和聚氯⼄烯(PVC)、聚对苯⼆甲酸酯(PET)等塑料⽚基及其复合材料，厚度在150-800微⽶之间。
对磁粉的要求是磁饱和度⼤、颗粒⼤⼩均匀、分散性好、稳定、时效长。
常⽤的有磁⾚铁矿、附着钻铁的⼀氧化铁。
以磁粉颜料、连结料、⼲燥剂、抗氧剂、湿润剂以及其他附加剂等组成磁性油墨。
在⿊墨中加⼊炭⿊，在⾊墨中加⼊其他彩⾊颜料以得到⾊彩。
磁性印刷采⽤丝印或胶印⽅法获得带状或图形磁层，它能在卡⽚必要的地⽅形成磁带，从⽽降低了成本，⽽磁性油墨中磁性颜料的含量、颜⾊的磁性和印刷后油墨膜层的厚度等会影响磁性。
磁性印刷品在印刷后，在两⾯复膜透明的PVC⽚，⽤热压机压合，按规定尺⼨进⾏模切。
磁性印刷为了防⽌伪造和篡改，对安全保密性越来越⾼，因此在磁性材料、印刷、加⼯⽅法上采⽤特殊的材料或技术。
如在印刷中使⽤特殊的制版技术和油墨，包括⽤萤光油墨、热敏变⾊油墨、吸收红外线油墨进⾏印刷，还⽤地纹印刷、微缩印刷、彩虹全息等措施，以防⽌伪造。
磁性油墨的发展20世纪60年代前后，随着电⼦技术的发展，磁性油墨⾸先在银⾏和邮政的业务中使⽤。
当时使⽤磁性油墨并⾮⽤于防伪，⽽是主要⽤于银⾏对票据的⾃动处理、邮政对信件的⾃动分拣，所以磁性油墨只⽤于印刷字母和数字，以能对印件进⾏⾃动识别和处理，即磁性油墨字母识别法。
磁性橡胶胶料的混炼工艺与性能[1]
![磁性橡胶胶料的混炼工艺与性能[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/110accbcd1f34693daef3eff.png)
天然四氧化三铁 ( Fe3O4 ) 是一种磁粉 ,在化 Magnif 商品名出售的特种磁粉常被用作塑料和 学工业中 ,它被作为铁源 。从 1998 年以来 ,以 橡胶的填充剂 。见表 1 。
表 1 不同牌号磁粉的性能
磁粉210
磁粉225
磁粉250
粒子大小分布 (旋转分粒机法)
d10 d50 d90 比表面积 (BET 法) 吸油值 (ASTMD281 - 95) 特性密度
炭黑 (25 份) 和增塑剂 (10 份) 后其性能变化的 结果 。这种胶料在密炼机内可填充高达 600 份 的磁粉 - 10 ,相当于占胶料的 46 体积分数 。第 二组试验的试样用“NR2”标明 。在共混胶的基 本配方与 NR 共混胶 (即 NR1) 有所不同的情况 下 ,将它们划分为独立组 。就第二组而言 ,对填 充量较小的胶料 (300 份 = 30 体积分数) 和标准 含量的填料胶料同时进行试验 。
与 NR 试样相同 。
2005
2 试验
物理试验是按照下列标准进行的 : 门尼 粘 度 : DIN 53235 ; 硫 化 仪 测 量 : DIN 53529 ;邵尔 A 硬度 :DIN 53505 ; 拉伸性能 : DIN 53504 ;密度 : DIN 53479 ; 体积电阻率 : DIN IEC 93 。 采用测量装置 ,对直径为 3 mm 的挤出试 样(未硫化) 进行磁性能测定 。将 130 mm 长的 挤出电线护套放入由励磁线圈和感应线圈组成 的线圈组中 。同样的补偿线圈装置是平行连接 的 ,以便对磁感应中的真空部件进行补偿 。整 体线圈装置被放入探向线圈装置中 ,以便对地 球磁场进行补偿 。 已知电流流过励磁线圈 ,最终的感应电流 由感应线圈显示出来 。消弧线圈控制励磁线圈 和感应线圈 。利用合适的软件可以计算出磁性 参数 。 微波硫 化 实 验 是 在 松 下 微 波 装 置 中 进 行 的 ,此装置带有 Pyrex 耐热玻璃转盘并使用直 径为 0. 8 mm ,对发射光不敏感的纤维制光学温 度探针 。将厚度为 5 mm 的胶片切成 6 cm ×7 cm 的胶片 。将两片胶片夹在 10 cm ×10 cm 的 聚四氟乙烯板之间 。再将温度探针放在两片胶 片之间的中部 。在设定的 440 W (约 14. 2 mWΠ cm3 的微波腔) 恒定微波功率下 ,实现了最大发 热量 。每隔 0. 3s 记录一次温度值 。
炭黑纳米复合材料的制备及其在功能材料中的应用
炭黑纳米复合材料的制备及其在功能材料中的应用炭黑是一种由碳素微粒构成的黑色颗粒，在工业制造中有着广泛的应用。
随着科技的不断进步，人们对于炭黑纳米复合材料的研究越来越深入，对其在功能材料领域的应用也变得越来越广泛。
一、炭黑纳米复合材料的制备炭黑纳米复合材料是指将纳米颗粒与炭黑复合成一种新型的材料。
炭黑作为材料的基体，其微小颗粒可以提供高表面积和高气孔容积，而纳米颗粒则能够提高复合材料的各项性能。
常见的方法有物理混合法、化学还原法和溶胶-凝胶法等。
物理混合法是将纳米颗粒与炭黑机械混合，在制备过程中无需添加任何化学试剂。
化学还原法则是将金属氧化物还原为金属纳米颗粒，再与炭黑混合。
而溶胶-凝胶法则是将纳米颗粒通过溶胶生成的方法掺入炭黑胶体中，浓缩并干燥制备而成。
通过这些方法制备出的炭黑纳米复合材料具有较高的稳定性和粒径分布狭窄等特点。
二、炭黑纳米复合材料在功能材料中的应用2.1 电子材料炭黑纳米复合材料在电子材料中的应用较为广泛。
由于炭黑纳米复合材料具有优异的导电性能和较高存储能力，在锂离子电池、太阳能电池、超级电容器等领域有着广泛的应用。
炭黑纳米复合材料的加入可以提高这些器件的功率密度、循环寿命和充放电效率等。
2.2 聚合物材料聚合物材料中的炭黑纳米复合材料可以改良其物理力学性能，比如增强材料的刚度和韧性；同时也可以大幅度提高聚合物的导电性能、热稳定性和火灾安全性等。
2.3 橡胶材料炭黑纳米复合材料在橡胶材料中的应用也十分广泛。
由于炭黑具有高表面积和高气孔容积，可以提高橡胶的抗老化性能和耐磨性能。
同时，炭黑在橡胶材料中的加入还能够提高其硬度和物理力学性能。
2.4 涂料材料炭黑纳米复合材料在涂料材料中的应用可以提高涂层的防腐性能、耐久性和美观性等。
具体而言，炭黑纳米复合材料可以提高涂料的耐候性，较大地降低了涂料在高温、高压和潮湿等环境下的老化速度，延长了涂料的耐用寿命。
三、未来展望炭黑纳米复合材料具有广泛应用前景，可以在多个领域以及多种材料中产生良好的效果。
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炭黑在磁性材料中的应用
炭黑是一种广泛使用的材料，它的色泽黑沉，由于其高度的吸
附性和催化性，被应用在诸如印刷油墨和橡胶制品中，同时也是
制造电池和贵重金属的一种重要成分。
除此之外，炭黑还被应用
在磁性材料中，这一应用领域在几十年来不断发展壮大，深受工
业界和科学界的重视。
炭黑在磁性材料中的应用主要在于增强材料的磁性性质。
磁性
材料是一种被激发后会产生磁场的材料。
在磁性材料的内部，电
子在独立的原子中会以特定的方式旋转，形成了一个极化的状态。
当这些磁极化原子在物质中组成一个长范围的有序结构时，就能
形成一个磁性体。
然而，随着磁性体的尺度变小，由于热涨落和
磁各向异性等原因，其磁性会变得相当不稳定。
这时候，通过引
入合适的外部添加剂来增强磁性体的磁性就变得尤为重要。
炭黑
正是一种被广泛应用的添加剂之一。
炭黑分为多重壁和单重壁两种类型。
在磁性体的制备过程中，
多重壁炭黑较为常见。
这是因为多重壁炭黑表面的比表面积更大，与磁性材料表面之间的接触面积也更大，因此在磁性材料中使用
多重壁炭黑会更有优势。
炭黑在磁性材料中的应用方式有很多种。
最常见的方式是通过
被覆在磁性颗粒表面来产生增强磁性效应。
此外，炭黑还可以结
合钕铁硼磁性材料进行制备高温稳定性能磁性复合材料，能够延
长电机的寿命。
同时，炭黑还可以和一些高压磁性材料结合使用，产生强度更高、磁饱和度更大的加热效应。
在使用炭黑增强磁性材料时，一些因素需要进行考虑。
首先，
炭黑的添加比例和分散度需要适当。
添加过多的炭黑会妨碍磁性
材料的磁性性能，而添加过少则无法有效地发挥炭黑的增磁效应。
其次，炭黑的形态和性质对磁性材料的影响也需要得到考虑。
例如，多重壁炭黑与磁性材料之间的交互作用较大，可有效地提高
磁性材料的磁性。
还有一个问题需要注意的是，在使用炭黑的过
程中，由于炭黑的高度吸附性，容易吸附其他杂质，在使用中需
要注意杂质的影响。
总之，炭黑在磁性材料中的应用已经得到广泛的关注和研究。
通过适当调整炭黑的添加比例和形态以及完善制备工艺，已经取
得了一些具有实际应用价值的成果，为磁性材料的开发和生产提
供了新的思路。